Неожиданный подводный вулкан может открыть уникальное окно в недра Земли

В 2015 году немецкая исследовательская группа отправила подводный аппарат на дно Тихого океана. К западу от Перу робот с установленной камерой исследовал обширное пространство морского дна глубиной 4 километра, известное своей чрезвычайной ровностью. «Здесь очень темно», — вспоминает Антье Боэтиус, биолог из института Альфреда Вегенера. «Затем вы включаете свет робота и видите новый пейзаж, которого никто никогда раньше не видел». Одна особенность, в частности, застала Боэтиуса врасплох: небольшая гора, возвышающаяся на 300 метров от морского дна, ее крутые склоны, покрытые лавой в форме подушек, и аномальные темные жилы, которые, вероятно, являются отложениями магмы. Команда обнаружила подводный вулкан или подводную гору на абиссальной равнине — геологически неактивном регионе, которого не должно быть. В новом исследовании ученые предполагают, что подводная гора может представлять собой совершенно новый тип морского дна вулканизма, подпитываемый скрытым неглубоким резервуаром магмы. Свидетельством изолированного вулканизма, подобного этому, может быть уникальное окно в недра Земли, говорит Адам Соул, океанограф из Университета Род-Айленда в Наррагансет-Бей и директор Кооперативного института исследования океана, который не принимал участия в исследовании. Большинство из 1500 действующих вулканов Земли находятся под водой. Подавляющее большинство из них формируется на границах тектонических плит: либо центры распространения на морском дне, где только что извергнувшаяся лава раздвигает плиты, либо в зонах субдукции, где плиты погружаются друг под друга, что приводит к таянию нижней мантии, что может вызвать извержения. Вулканы на морском дне могут также возникать над горячими точками мантии, неподвижными шлейфами магмы, поднимающимися из глубины Земли. Когда плиты нашей планеты дрейфуют над ними, шлейфы приводят к цепочкам вулканов, таких как Гавайские […]

Изменит ли COVID-19 науку? Прошлые пандемии предлагают подсказки

Шестнадцать месяцев пандемии казались дезориентирующими и тяжелыми, но на протяжении всей истории человечества COVID-19 знаменует собой еще один переломный момент. Эпидемии на протяжении веков нарушали хронологию человечества, сея панику и убивая миллионы людей, вне зависимости от того, была ли причиной чума, оспа или грипп. И когда инфекция утихнет, их отпечатки в обществе могут остаться, некоторые недолговечные, а некоторые устойчивые. В серии новостных статей, которые появятся в ближайшие месяцы, «Наука» рассмотрит вопрос о появлении новой нормы в научном мире. Конечно, COVID-19 все еще с нами, особенно за пределами меньшинства стран, которые сейчас пользуются плодами широко распространенной вакцинации. Тем не менее, поскольку пандемия входит в другую фазу, мы спрашиваем, как могут измениться исследования, как ученые ориентируются в этих водах и в каком направлении они выбирают плавание. Хотя прошлое не может предвещать будущее, история эпидемий показывает, как разворачиваются изменения. «Историки часто говорят, что эпидемия обнажит скрытые линии разломов», — говорит Эрика Чартерс, историк медицины из Оксфордского университета, изучающая, чем эпидемии заканчиваются. Но как мы ответим, зависит от нас. «Когда мы спрашиваем: «Как эпидемия меняет общество?», Мы предполагаем, что в болезни есть что-то, что будет направлять нас. Но болезнь не действует так, как люди». Прошлые эпидемии побудили ученых и врачей пересмотреть все, от их понимания болезней до способов общения. Одна из наиболее изученных, бубонная чума, поразила Европу в конце 1340-х годов как Черная смерть, а затем спорадически поражала некоторые части Европы, Азии и Северной Африки в течение следующих 500 лет. Вызываемая бактериями, передающимися через укусы инфицированных блох, характерными признаками чумы были гротескно увеличенные лимфатические […]

Устройство для охоты на подводные лодки времен Второй мировой войны помогло доказать теорию тектоники плит

Это история о том, как путешествия по миру исследователя 19-го века, два стержневых магнита и охота во время Второй мировой войны на подводные лодки противника привели к изобретению портативного феррозондового магнитометра. И как это изобретение, в свою очередь, привело к «магическому профилю», мощному доказательству теории тектоники плит. В 1950-х годах идея о том, что континенты Земли могут двигаться, в значительной степени высмеивалась, а морское дно все еще оставалось загадкой. Но это скоро изменилось: после Второй мировой войны и ее морских сражений у исследователей внезапно появились новые мощные инструменты, такие как подводные аппараты и гидролокаторы, которые позволяли картографировать и исследовать морское дно более детально, чем когда-либо прежде. Среди этих новых технологий было небольшое портативное устройство, известное как феррозондовый магнитометр. Магнитометры, устройства, измеряющие магнитное поле Земли, в то время были далеко не новой технологией. Ученые веками знали, что Земля производит собственное магнитное поле; моряки использовали компасы, чтобы ориентироваться по нему. Но сила этого поля была поразительно непостоянной в разных местах. Во время своих путешествий по земному шару в начале 1800-х годов немецкий исследователь и географ Александр фон Гумбольдт собрал измерения магнитного поля Земли в разных местах, отметив, что интенсивность поля возрастает дальше от экватора. Эти вариации побудили Гумбольдта в 1831 году предпринять скоординированные усилия по точному измерению этой магнитной напряженности по всему миру. В этой работе он, среди прочего, заручился помощью немецкого математика Карла Фридриха Гаусса. В 1833 году он сообщил о создании первого магнитометра, который мог измерять абсолютную напряженность магнитного поля Земли в любом месте. Его магнитометр был обманчиво простым: он […]

Когда-нибудь на северо-западе Тихого океана произойдет мега-землетрясение

В зоне субдукции Каскадия, которая произвела одни из самых сильных землетрясений в Северной Америке, тишина оглушает. Расположенный на северо-западе Тихого океана, где плита океанической коры ныряет под Северную Америку и в мантию, Каскадия наиболее известна гигантским землетрясением силой 9 баллов в 1700 году, которое вызвало цунами до Японии. Но в наше время здесь было зловеще тихо, почти не было небольших ежедневных землетрясений, которые обычны в других зонах субдукции. Похоже, что нарастающее напряжение, не снималось. «Здесь слишком тихо», — говорит Крис Голдфингер, морской геолог из Университета штата Орегон в Корваллисе. Однако в прошлом месяце эта тишина была нарушена прибытием исследовательского судна Marcus G. Langseth, которое генерирует собственные мини-землетрясения в течение двухмесячной кампании. На корабле, принадлежащем Колумбийскому университету и финансируемом Национальным научным фондом США, ученые используют пневматическое ружье, чтобы распространять звук через воду, посылая волны на корку внизу. Длинная цепь гидрофонов, тянущаяся за судном, улавливает эхо изнутри разлома Каскадия протяженностью 1300 километров. Другие приемники, сброшенные на дно океана и разбросанные по прибрежным сельхозугодьям и лесам, прислушиваются к отражениям от более глубоких частей разлома, который спускается на восток, под берегом. Полученные в результате изображения неисправности, более четкие, чем все ранее собранные, могут показать, является ли ее молчание поводом для тревоги. «Мы ждали этого момента уже несколько лет», — говорит Келин Ван, геофизик из Геологической службы Канады. Долгое время считалось, что тишина Каскадии означает, что разлом полностью закрыт, а край североамериканской континентальной плиты прилипает к погружающейся океанической плите Хуана де Фука, которая погружается примерно на 4 сантиметра в год. Поскольку континентальная плита изгибается и […]

Неизвестный предок человека обнаружен в Израиле

Новые исследования показывают, что ранее неизвестная группа древних людей, обнаруженная в Израиле, могла сосуществовать вместе с современными людьми и неандертальцами, скрещиваясь с обеими группами и делясь с ними знаниями и инструментами. Новые окаменелости были обнаружены в 2010 году недалеко от города Рамла в центре Израиля после того, как в карьере в районе добычи цементного завода Нешер было обнаружено то, что теперь известно как доисторическое место Нешер Рамла. Выкопав глубину примерно 26 футов (8 метров), исследователи обнаружили каменные орудия труда и человеческие кости, а также большое количество костей животных, в том числе останки лошадей, оленей и вымершего крупного рогатого скота, известного как зубр. Ученым потребовалось больше десяти лет, чтобы выяснить, что у них есть. «Люди думают, что быстро проанализировать окаменелости — это просто, но на это уходит много времени», — сказал Live Science Исраэль Гершковиц, палеоантрополог из Тель-Авивского университета и ведущий автор одного из двух исследований этого открытия. «Как только вы найдете окаменелости, вы должны очистить их и реконструировать, а затем собрать сопоставимый материал по всему миру, чтобы правильно их понять». После всей этой работы исследователи определили, что кости Нешер Рамла принадлежат новому типу Homo или члену генеалогического древа человека, ранее неизвестному науке. Они датировали окаменелости и обнаружили, что им от 120 000 до 140 000 лет. Кости Нешер Рамла имеют общие черты с неандертальцами, особенно в зубах и челюстях, но у этих загадочных людей были черепа, более похожие на черепа архаичных человеческих родов, отметили ученые. И этот новый тип Homo очень непохож на современных людей, обладая совершенно другим строением черепа, […]

Вид со спутника на смертоносное извержение 2019 года может улучшить мониторинг вулканов

9 декабря 2019 года облако пара и вулканических газов вырвалось из новозеландского вулкана Вакаари, или острова Уайт. По сравнению с извержениями других вулканов, взрыв был небольшим. Но он унес жизни 22 человек и ранил еще 25, многие из которых получили тяжелые ожоги. Теперь, используя спутниковые данные с высоким разрешением и компьютерные алгоритмы, ученые выяснили, как газы, выделяемые вулканом, неуловимо изменились до, во время и после извержения 2019 года. Наблюдение за такими небольшими изменениями с помощью спутников может значительно улучшить мониторинг вулканов и помочь обнаружить ранние предупреждения об извержениях, сообщают исследователи 18 июня в Science Advances. Вулканологи обычно используют инструменты на земле, чтобы предупредить об извержениях, отслеживая изменения в газах, таких как двуокись углерода и двуокись серы, которые тихо просачиваются из вулканов между взрывами. Но только около 50 вулканов мира отслеживаются таким образом. Спутники использовались для изучения шлейфов больших вулканов, но орбитальные аппараты не использовались для обнаружения газов, испускаемых небольшими извержениями. По сравнению с крупными извержениями, такими как взрыв, обезглавивший гору Сент-Хеленс в Вашингтоне в 1980 году, мелкомасштабные извержения происходят чаще. Таким образом, они представляют большую опасность для людей, — говорит вулканолог Майк Бертон из Манчестерского университета в Англии. Случайно спутник Sentinel-5 Precursor пролетел над Вакаари примерно через час после извержения 2019 года и собрал данные об отражении света от шлейфа выброшенных газов вулкана с помощью своего инструмента мониторинга тропосферы, или TROPOMI. «Мы поняли, что можем использовать спутники для наблюдения за беспрецедентно малыми взрывами», — говорит Бертон. Со своего места в небе TROPOMI лучше подходил, чем наземные инструменты, для сбора информации […]

Гравитационные волны подтверждают закон черной дыры, предсказанный Стивеном Хокингом

Несмотря на свою загадочную природу, считается, что черные дыры подчиняются определенным простым правилам. Теперь один из самых известных законов черной дыры, предсказанный физиком Стивеном Хокингом, был подтвержден гравитационными волнами. Согласно теореме о площади черной дыры, разработанной Хокингом в начале 1970-х годов, черные дыры не могут со временем уменьшаться в площади поверхности. Теорема площадей очаровывает физиков, потому что она отражает известное физическое правило, согласно которому беспорядок или энтропия не может уменьшаться со временем. Вместо этого энтропия постоянно увеличивается. Это «захватывающий намек на то, что области черных дыр являются чем-то фундаментальным и важным», — говорит астрофизик Уилл Фарр из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке и Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Площадь поверхности одинокой черной дыры не изменится — в конце концов, ничто не может вырваться изнутри. Однако, если вы бросите что-то в черную дыру, она наберет больше массы, увеличив площадь своей поверхности. Но входящий объект также может заставить черную дыру вращаться, что уменьшает площадь поверхности. Закон площадей гласит, что увеличение площади поверхности из-за дополнительной массы всегда перевешивает уменьшение площади поверхности из-за добавленного вращения. Чтобы проверить это правило области, астрофизики из Массачусетского технологического института Максимилиано Иси, Фарр и другие использовали рябь в пространстве-времени, вызванную двумя черными дырами, которые спирали внутрь и слились в одну большую черную дыру. Площадь поверхности черной дыры определяется ее горизонтом событий — границей, из которой невозможно выбраться. Согласно теореме площадей, площадь горизонта событий вновь образованной черной дыры должна быть по крайней мере такой же большой, как площади горизонтов событий двух исходных черных дыр вместе взятых. Команда проанализировала данные о первых когда-либо […]

Была ли Венера когда-то хорошим домом для жизни?

Когда НАСА на прошлой неделе объявило, что потратит 1 миллиард долларов на разработку двух новых миссий к Венере — первые за десятилетия визиты агентства к тепличному двойнику Земли — планетологи были в восторге, и не только потому, что долгое ожидание закончилось. Резкий сдвиг в представлениях о планете за последние несколько лет сделал посещение еще более заманчивым. Когда-то считалось, что Венера выпарила всю воду почти сразу же, как родилась 4,5 миллиарда лет назад, превратившись в выжженный и враждебный мир сегодня. Но многие ученые теперь думают, что Венера могла удерживать обширные океаны в течение миллиардов лет — почти идеальное место для жизни. Миссии, которые должны прибыть в конце этого десятилетия, оснащены оборудованием, чтобы искать признаки этой воды — и ключи к разгадке того, почему Венера в конечном итоге превратилась в ад. Если их находки подтвердят новую картину, у Марса, давней надежды на обнаружение признаков древней внеземной жизни, появится соперник. «Зачем смотреть на Марс, у которого была вода в течение 300 миллионов лет, когда на Венере была вода в течение 3 миллиардов лет?» — спрашивает Дарби Дьяр, планетолог из колледжа Маунт-Холиок, заместитель главного исследователя в одной из новых миссий, VERITAS (Излучение Венеры, Радиология, InSAR, Топография и Спектроскопия). Ранние посещения Венеры закрепили картину мертвой безводной планеты, когда они не обнаружили никаких признаков кислорода в ее плотной атмосфере из углекислого газа (CO2), которая поддерживает температуру плавления свинца 460 ° C на ее поверхности. Венера, вероятно, начиналась с большого количества воды, поскольку она сформировалась примерно из тех же строительных блоков, что и Земля. Считалось, что когда […]

Новый подход к переписыванию генетического кода бактерий может привести к созданию новых лекарств

Практически все живые организмы строят свои белки из комбинаций 20 различных аминокислот. Чтобы добавить в смесь новые аминокислоты, ученые модернизировали гены и другие части механизмов построения белков, в результате чего были получены белки с уникальными химическими свойствами, полезные для изготовления лекарств. Но это трудоемкая работа, и как правило, можно добавлять только одну новую аминокислоту за раз. Теперь исследователи открыли двери для гораздо большего. Сегодня они сообщают, что полная переписывание генома бактерий позволяет им добавлять множество новых аминокислот к одному белку. Работа может открыть новые способы синтеза антибиотиков и противоопухолевых препаратов. «Я очень впечатлен этой статьей», — говорит Чанг Лю, синтетический биолог из Калифорнийского университета в Ирвине. «Это важная веха на пути реинжиниринга генетического кода». Новые усилия предпринимались десятилетиями. Один из первых подходов к созданию дизайнерских белков заключался в том, чтобы присвоить клеточные компоненты, производящие белок, и заставить их вставлять неестественные аминокислоты. Когда клетки производят белки, ДНК-код A, C, G и T сначала копируется в РНК (в которой U заменяет T). РНК читается как серия трехбуквенных слов, известных как кодоны, большинство из которых кодируют одну из 20 природных аминокислот, которые должны быть вставлены в белок. Но поскольку существует 64 трехбуквенных кодона, есть дубликаты: шесть кодонов, например, код для серина аминокислоты. Три кодона не кодируют аминокислоту; вместо этого они приказывают клеткам перестать строить белки. Первоначально исследователи вставляли неестественные аминокислоты, заставляя клеточный аппарат добавлять одну всякий раз, когда он видел определенный стоп-кодон. Хотя этот подход стал более изощренным, он все еще может вставлять только одну аминокислоту в белок, говорит Джейсон Чин, синтетический биолог […]

Ученые сплотились вокруг консультанта по неправомерным действиям

Более 1000 исследователей подписали открытое письмо в поддержку Элизабет Бик, консультанта по вопросам профессиональной этики, которую обвиняет в преследовании и шантаже адвокат, представляющий Дидье Рауля, вызывающего споры микробиолога из Больничного института Марселя (IHU) во Франции. В прошлом году Рауль популяризировал противомалярийный препарат гидроксихлорохин как средство лечения COVID-19. Бик, специализирующийся на выявлении манипуляций с изображениями в научных статьях, выразил озабоченность по поводу десятков работ Рауля, включая этические, процедурные и методологические проблемы в статье, опубликованной в марте 2020 года, в которой сообщается об успехе небольшого испытания гидроксихлорохина. Письмо отражает обеспокоенность тем, что «законную научную критику можно подавить поведением, выходящим за рамки научных дебатов», — говорит социолог Брайан Носек из Университета Вирджинии, один из его авторов. Подобные угрозы представляют собой «существенную угрозу науке как социальной системе», — добавляет Носек, который выступил за большую воспроизводимость в науке. Адвокат Рауля сообщил, что в прошлом месяце он подал жалобу на Бик французскому прокурору, хотя Бик не была уведомлена об этом. По ее словам, она также месяцами подвергалась преследованиям в Твиттере — со стороны одного из коллег Рауля, структурного биолога Эрика Шабриера из IHU, а также со стороны анонимных аккаунтов — в результате критики работы Рауля. Большинство твитов ставят под вопрос, платят ли Бик фармацевтические компании и получила ли она прибыль от мошенничества с ценными бумагами в стартапе по тестированию микробиома uBiome, где она работала с 2016 по 2018 год. Другие твиты критиковали внешность Бик и угрожали «правосудию» в «настоящей тюрьме». Самым пугающим, по словам Элизабет, была доксинг — публикация ее домашнего адреса как в Шабриере, так […]